<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">RUDN Journal of Engineering Research</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">RUDN Journal of Engineering Research</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2312-8143</issn><issn publication-format="electronic">2312-8151</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">24648</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.22363/2312-8143-2020-21-1-14-19</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Mechanical engineering and machine science</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Машиностроение и машиноведение</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Hydrogen application in internal combustion engines</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Применение водорода в двигателях внутреннего сгорания</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Asoyan</surname><given-names>Arthur R.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Асоян</surname><given-names>Артур Рафикович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Professor of the Department of Automotive Transport and Car Service of (MADI), Associate Professor of the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering of Engineering Academy of RUDN University, Doctor of Technical Sciences, Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>профессор кафедры «Эксплуатация автомобильного транспорта и автосервис» МАДИ, доцент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, доктор технических наук, профессор</p></bio><email>asoyan.ar@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Danilov</surname><given-names>Igor K.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Данилов</surname><given-names>Игорь Кеворкович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Professor of the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering of Engineering Academy of RUDN University, Doctor of Technical Sciences, Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>профессор департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, доктор технических наук, профессор</p></bio><email>asoyan.ar@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Asoyan</surname><given-names>Igor A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Асоян</surname><given-names>Игорь Артурович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>graduate student of the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering of Engineering Academy of RUDN University</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>аспирант департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН</p></bio><email>asoyan.ar@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Polishchuk</surname><given-names>Georgy M.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Полищук</surname><given-names>Георгий Максимович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Professor of the Department of Mechanics and Mechatronics of Engineering Academy of RUDN University, Doctor of Technical Sciences, Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>профессор департамента механики и мехатроники Инженерной академии РУДН), доктор технических наук, профессор</p></bio><email>asoyan.ar@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Moscow Automobile and Road Construction State Technical University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Российский университет дружбы народов</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2020-12-15" publication-format="electronic"><day>15</day><month>12</month><year>2020</year></pub-date><volume>21</volume><issue>1</issue><issue-title xml:lang="en">VOL 21, NO1 (2020)</issue-title><issue-title xml:lang="ru">ТОМ 21, №1 (2020)</issue-title><fpage>14</fpage><lpage>19</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2020-09-23"><day>23</day><month>09</month><year>2020</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2020, Asoyan A.R., Danilov I.K., Asoyan I.A., Polishchuk G.M.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2020, Асоян А.Р., Данилов И.К., Асоян И.А., Полищук Г.М.</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Asoyan A.R., Danilov I.K., Asoyan I.A., Polishchuk G.M.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Асоян А.Р., Данилов И.К., Асоян И.А., Полищук Г.М.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">http://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/24648">https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/24648</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>A technical solution has been proposed to reduce the consumption of basic hydrocarbon fuel, to improve the technical, economic and environmental performance of internal combustion engines by affecting the combustion process of the fuel-air mixture with a minimum effective mass fraction of hydrogen additive in the fuel-air mixture. The burning rate of hydrogen-air mixtures is an order of magnitude greater than the burning rate of similar mixtures based on gasoline or diesel fuel, compared with the former, they are favorably distinguished by their greater detonation stability. With minimal additions of hydrogen to the fuel-air charge, its combustion time is significantly reduced, since hydrogen, having previously mixed with a portion of the air entering the cylinder and burning itself, effectively ignites the mixture in its entirety. Issues related to the accumulation of hydrogen on board the car, its storage, explosion safety, etc., significantly inhibit the development of mass production of cars using hydrogen fuel. The described technical solution allows the generation of hydrogen on board the car and without accumulation to use it as an additive to the main fuel in internal combustion engines. The technical result is to reduce the consumption of hydrocarbon fuels (of petroleum origin) and increase the environmental friendliness of the car due to the reduction of the emission of harmful substances in exhaust gases.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Предложено техническое решение, способствующее снижению расхода основного углеводородного топлива, улучшению технико-экономических и экологических показателей двигателей внутреннего сгорания воздействием на процесс сгорания топливовоздушной смеси минимальной эффективной массовой долей добавки водорода в топливовоздушную смесь. Высокая скорость сгорания водородовоздушной смеси оказывает положительное влияние на повышение эффективности рабочего процесса. Воспламенение водорода происходит при достаточно широких пределах концентрации в воздухе. Пределы воспламенения: для водорода α = 0,15-10; для бензина α = 0,27-1,7; для метана α = 0,65-2,0. Низкий предел воспламенения делает возможной работу двигателя на различных режимах с широким изменением состава смеси. Вопросы, связанные с аккумулированием водорода на борту автомобиля, его хранением, взрывобезопасностью и многие другие, существенно тормозят развитие серийного производства автомобилей, работающих на водородном топливе. В связи с чем в качестве реальной альтернативы предложен метод применения малых добавок водорода в топливовоздушную смесь. Описанное техническое решение позволяет вырабатывать на борту автомобиля водород и без аккумулирования использовать его как добавку к основному топливу в двигателях внутреннего сгорания. Техническим результатом является снижение расхода углеводородного топлива (нефтяного происхождения) и повышение экологичности автомобиля вследствие снижения выброса вредных веществ в отработавших газах.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>internal combustion engines</kwd><kwd>hydrogen</kwd><kwd>resource saving of petroleum fuels</kwd><kwd>environmental indicators</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>двигатели внутреннего сгорания</kwd><kwd>водород</kwd><kwd>ресурсосбережение нефтяных топлив</kwd><kwd>экологические показатели</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Avramenko AN, Levterov AM, Bgantsev VN, Gladkova NYu, Kireeva VN. Perspektivy primeneniya mikrodobavok vodoroda dlya uluchsheniya ekologicheskikh pokazatelei dizel'nogo dvigatelya [Prospects for the use of hydrogen microadditives to improve the environmental performance of a diesel engine]. Journal of Mechanical Engineering. 2019;22(2). (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Авраменко А.Н., Левтеров А.М., Бганцев В.Н., Гладкова Н.Ю., Киреева В.Н. Перспективы применения микродобавок водорода для улучшения экологических показателей дизельного двигателя // Journal of Mechanical Engineering. 2019. Vol. 22. No. 2.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B2"><label>2.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Mishchenko AI. Primenenie vodoroda dlya avtomobil'nykh dvigatelei [The use of hydrogen for automotive engines]. Kiev: Naukova dumka Publ.; 1984. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей. Киев: Наукова думка, 1984. 143 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B3"><label>3.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Bortnikov LN, Rusakov MM. Otsenka ekonomicheskikh i ekologicheskikh pokazatelei porshnevykh DVS s iskrovym zazhiganiem pri ikh rabote na smesi “benzin – vodorod” [Evaluation of the economic and environmental indicators of piston ICEs with spark ignition during their operation on a gas-hydrogen mixture]. Avtomobilnaya promyshlennost [Automotive industry]. 2008;(2):12–15. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Бортников Л.Н., Русаков М.М. Оценка экономических и экологических показателей поршневых ДВС с искровым зажиганием при их работе на смеси «бензин - водород» // Автомобильная промышленность. 2008. № 2. С. 12-15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B4"><label>4.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Pevnev NG, Ponamarchuk VV. Analiz svoistv vodoroda s tselyu vozmozhnosti ego primeneniya v kachestve dobavki k osnovnomu toplivu [Analysis of the properties of hydrogen with a view to the possibility of its use as an additive to the main fuel]. Progressivnye technologii v transportnykh sistemakh [Advanced technologies in transport systems]: proceedings of conference. Orenburg; 2015. p. 304–309. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Певнев Н.Г., Понамарчук В.В. Анализ свойств водорода с целью возможности его применения в качестве добавки к основному топливу // Прогрессивные технологии в транспортных системах: сб. тр. конф. Оренбург, 2015. С. 304-309.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B5"><label>5.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Gilchrist S, Rand T. Hydrogen fuel injection to improve engine efficiency the practical beginning of the hydrogen economy. Canada: Canadian Hydrogen Energy Company. Available from: http://nha.confex.com/nha/2007/ recordingredirect.cgi/id/196 (accessed: April 20, 2020).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Gilchrist S., Rand T. Hydrogen fuel injection to improve engine efficiency the practical beginning of the hydrogen economy. Canada: Canadian Hydrogen Energy Company. 15 p. URL: http://nha.confex.com/nha/2007/ recordingredirect.cgi/id/196 (дата обращения: 20.04.2020 г.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B6"><label>6.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Kudryash AP, Marakhovsky VP, Kaydalov AA. Teoreticheskie i eksperimental'nye issledovaniya sgoraniya vodoroda v dizele [Theoretical and experimental studies of hydrogen combustion in a diesel engine]. Voprosy atomnoi tekhniki i tekhnologii. Seriya: Yadernaya tekhnika i tekhnologii [Questions of atomic engineering and technology. Series: Nuclear technics and technology]. 1989;(2): 48–50. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Кудряш А.П., Мараховский В.П., Кайдалов А.А. Теоретические и экспериментальные исследования сгорания водорода в дизеле // Вопросы атомной техники и технологии. Серия: Ядерная техника и технологии. 1989. Вып. 2. С. 48-50.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B7"><label>7.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Marakhovsky VP, Kaydalov AA. Vodorodnyi dizel [Hydrogen diesel]. Avtomobilnaya promyshlennost [Auto industry]. 1992;(2):17–19. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Мараховский В.П., Кайдалов A.А. Водородный дизель // Автомоб. пром-сть. 1992. № 2. С. 17-19.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B8"><label>8.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Levin YuV. Uluchshenie toplivnoi ekonomichnosti i ekologichnosti rotorno-porshnevogo dvigatelya za schet dobavok svobodnogo vodoroda k osnovnomu toplivu [Improving fuel economy and environmental friendliness of a rotary piston engine due to the addition of free hydrogen to the main fuel]: dissertation of the Candidate of Technical Sciences. Volgograd; 2016. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Левин Ю.В. Улучшение топливной экономичности и экологичности роторно-поршневого двигателя за счет добавок свободного водорода к основному топливу: дис. … к. т. н. Волгоград, 2016.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B9"><label>9.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Krutenev VF, Kamenev VF. Perspektivy primeneniya vodorodnogo topliva dlya avtomobil'nykh dvigatelei [Prospects for the use of hydrogen fuel for automotive engines]. Konversiya v mashinostroenii [Conversion in mechanical engineering]. 1997;(6):73–79. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Крутенев В.Ф., Каменев В.Ф. Перспективы применения водородного топлива для автомобильных двигателей // Конверсия в машиностроении. 1997. № 6. С. 73-79.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B10"><label>10.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Smolensky VV., Smolenskaya NM, Shaikin AP. Vliyanie dobavki vodoroda na protsess goreniya v benzinovykh dvigatelyakh s iskrovym zazhiganiem [Influence of hydrogen additives on the combustion process in gas engines with spark ignition]. Progress transportnykh sredstv i sistem – 2009 [Progress of Vehicles and Systems – 2009]: materials of the International Scientific and Practical Conference (part 1). Volgograd; 2009. p. 247–248. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Смоленский В.В., Смоленская Н.М., Шайкин А.П. Влияние добавки водорода на процесс горения в бензиновых двигателях с искровым зажиганием // Прогресс транспортных средств и систем - 2009: материалы Международной научно-практической конференции: в 2 ч. Ч. 1. Волгоград, 2009. С. 247-248.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B11"><label>11.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Shatrov EV., Ramensky AYu, Kuznetsov VM. Issledovanie moshchnostnykh, ekonomicheskikh i toksicheskikh kharakteristik dvigatelya, rabotayushchego na benzino-vodorodnykh smesyakh [Study of power, economic and toxic characteristics of an engine running on gasoline-hydrogen mixtures]. Avtomobil'naya promyshlennost’ [Automotive industry]. 1979;(11):3–5. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Шатров Е.В., Раменский А.Ю., Кузнецов В.М. Исследование мощностных, экономических и токсических характеристик двигателя, работающего на бензино-водородных смесях // Автомобильная промышленность. 1979. № 11. С. 3-5.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B12"><label>12.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Ramensky AYu, Shelisch PB, Nefedkin SI. Primenenie vodoroda v kachestve motornogo topliva dlya avtomobil'nykh dvigatelei vnutrennego sgoraniya. Istoriya, nastoyashchee i perspektivy [The use of hydrogen as a motor fuel for automotive internal combustion engines. History, present and prospects]. Alternativnaya energetika i ekologiya [Alternative energy and ecology]. 2006;(11):63–70. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Раменский A.Ю., Шелищ П.Б., Нефедкин С.И. Применение водорода в качестве моторного топлива для автомобильных двигателей внутреннего сгорания. История, настоящее и перспективы // Альтернативная энергетика и экология. 2006. № 11. С. 63-70.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B13"><label>13.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">A History of the Automobile. Available from: https://www.thoughtco.com/who-invented-the-car-4059932 (accessed: April 19, 2020).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">A History of the Automobile. URL: https://www. thoughtco.com/who-invented-the-car-4059932 (дата обращения: 19.04.2020 г.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B14"><label>14.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">RONN Motor Group, Inc. (RMG/RONN). Available from: https://www.ronnmotorgroup.com/ (accessed: April 20, 2020).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">RONN Motor Group, Inc. (RMG/RONN). URL: https://www.ronnmotorgroup.com/ (дата обращения: 20.04.2020 г.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B15"><label>15.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Roberts D. This company may have solved one of the hardest problems in clean energy. Vox. 2018, February 16. Available from: https://www.vox.com/energyand-environment/2018/2/16/16926950/hydrogen-fuel-tech nology-economyhytech-storage (accessed: April 20, 2020).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Roberts D. This company may have solved one of the hardest problems in clean energy // Vox. 2018, February 16. URL: https://www.vox.com/energy-and-environment/2018/2/16/16926950/hydrogen-fuel-tech nology-economyhytech-storage (accessed: 20.04.2020).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B16"><label>16.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Asoyan AR, Bityukov SI, Lebedev IA, Asoyan IA. Ispol'zovanie vodoroda v kachestve dobavki k osnovnomu toplivu v dvigatelyakh vnutrennego sgoraniya [The use of hydrogen as an additive to the main fuel in internal combustion engines]. Problemy tekhnicheskoi ekspluatatsii i avtoservisa podvizhnogo sostava avtomobilnogo transporta [Problems of technical operation and car service of rolling stock of motor vehicles]: collection of proceedings on the materials of the 77th Scientific-Methodological and Scientific-Research Conference of MADI. Moscow; 2019. p. 103–108. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Асоян А.Р., Битюков С.И., Лебедев И.А., Асоян И.А. Использование водорода в качестве добавки к основному топливу в двигателях внутреннего сгорания // Проблемы технической эксплуатации и автосервиса подвижного состава автомобильного транспорта: сб. научн. трудов по материалам 77-й научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ. М., 2019. С. 103-108.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list></back></article>
